Проектирование виража и уширения проезжей части

Условия движения автомобиля на кривой по внешней полосе движения при двускатном поперечном профиле менее благоприятны, чем по внутренней полосе движения. Устойчивость автомобиля на внешней полосе движения снижается, так как составляющая веса автомобиля параллельно поперечному уклону дороги складывается с соответствующей проекцией центробежной силы. Для улучшения условий движения на внешней полосе проезжей части ей придается, как и внутренней стороне, уклон в сторону к центру кривой.

Односкатный поперечный профиль с уклоном проезжей части к центру кривой называют виражом. Вираж повышает безопасность движения на кривых малого радиуса. При устройстве виража условия движения автомобиля на внешней и внутренней полосах проезжей части будут одинаковыми.

Вираж оказывает и чисто психологическое значение на водителей, непроизвольно снижающих скорость на кривых с радиусами 600 м и более, хотя по расчетам в пределах таких кривых возможно движение с расчетными скоростями.

По СП 34.13 330.2012 вираж устраивают на кривых с R < 3000 м на дорогах I категории и R < 2000 м для дорог остальных категорий. Радиус кривой в плане при устройстве виража определяют по формуле.

откуда уклон виража.

или уклон виража при подстановке V в км/ч.

При высоких скоростях движения и малых радиусах кривой величина вычисленная по формуле, может быть значительной.

Максимальную величину уклона виража ограничивают исходя из условий предотвращения сползания (скольжения) по поверхности дороги автомобиля, движущегося с малыми скоростями, или при вынужденной остановке в пределах виража. При движении автомобиля скольжение не будет иметь места, если.

При остановке автомобиля сила С = 0, скольжение не будет происходить при выполнении условия.

Таким образом, максимальное значение уклона виража должно быть меньше коэффициента сцепления в поперечном направлении.

Для обеспечения устойчивости автомобиля против бокового скольжения при скользком и грязном покрытии уклон виража должен быть менее ?2 = 0,05−0,1.

В том случае если уклон виража по расчету окажется меньше поперечного уклона проезжей части двухскатного профиля или отрицательным, вираж можно не устраивать. Однако для повышения безопасности движения, учитывая психологическое воздействие виража на водителя, целесообразно вираж устроить с уклоном, равным уклону двухскатного профиля или рекомендованным для данного радиуса СП 34.13 330.2012 (табл. 3.15). Максимальные значения уклона виража в районах с частыми гололедами принимают 40‰; в районах без гололеда — 60‰.

Таблица 3.15

Поперечные уклоны на виражах

Примечание. Меньшие значения поперечных уклонов на виражах соответствуют бо? льшим радиусам кривых, а бо? льшие значения — меньшим радиусам.

При проектировании виража на участках дороги с продольным уклоном максимальный уклон проезжей части располагается под углом к оси дороги и равен.

Максимальные значения косого уклона ц не должны превышать 100‰.

Переход от двускатного к односкатному профилю осуществляют в пределах участка, называемого отгоном виража. Отгоны виража размещают по обе стороны от круговой кривой.

Вращение поперечного профиля в пределах отгона виража возможно двумя способами: вокруг оси дороги, вокруг внутренней кромки проезжей части.

Длину отгона виража () — участка перехода от двухскатного попе речного профиля к односкатному — определяют по формулам:

— при вращении вокруг оси дороги.

— при вращении вокруг внутренней кромки.

где В — ширина проезжей части с учетом кромочных полос (для двухполосной проезжей части В = 2 (b + a), где b — ширина полосы движения, м; а — ширина краевой полосы у обочины, м); - дополнительный к продольному уклону дороги уклон внешней кромки проезжей части на участке отгона виража, который по СП 34.13 330.2012 не должен превышать для дорог I и II категорий 5‰, для других категорий — 10‰ (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Схема к определению длины отгона виража.

При превышении указанных пределов существенно увеличивается суммарный продольный уклон в пределах виража, что вызывает неудобство для автомобилей, движущихся по внешней полосе движения. Если продольный уклон дороги на вираже , то общий уклон внешней кромки проезжей части.

Участок отгона виража совмещается с переходной кривой, поэтому если вычисленная длина отгона виража окажется меньше длины переходной кривой (L), то ее длина принимается равной дайне переходной кривой, т. е. если , то увеличивают длину переходной кривой.

Отгон виража рекомендуется устраивать при вращении вокруг оси следующим способом.

• 1. На расстоянии 10 м от начала отгона внешней обочине придают уклон внешней полосы движения проезжей части. Уклон внутренней обочины сохраняется таким, как в пределах двускатного профиля, до тех пор пока выполняется условие
• 2. На участках, где , производят вращение внешней полосы движения и внешней обочины вокруг оси дороги. Вращение наружной кромки проезжей части выполняют с постоянным дополнительным уклоном (см. рис. 3.17), принимаемым из условия стока воды в продольном направлении не менее 3‰.

Соответственно, длина участка отгона, в пределах которой происходит вращение только внешней полосы движения,.

3. На участке, где уклон отгона виража больше уклона двухскатного профиля , производится вращение всей проезжей части и внешней обочины вокруг оси дороги или вокруг внутренней кромки проезжей части.

Пример разбивки отгона виража относительно оси дороги показан на рис. 3.18.

В городских условиях виражи нежелательны, так как осложняют отвод поверхностной воды, который будет проходить по одному лотку. При большой ширине проезжей части (более 12−15 м) по всей ширине проезжей части будет течь поверхностная вода, поступающая с верховой части улицы. Если в центре проезжей части расположены трамвайные пути, то устройство виража вообще недопустимо. Чтобы избежать устройства виража, трассирование магистральных улиц должно выполняться радиусами не менее 1200 м.

При движении автомобиля по криволинейному участку дороги он занимает полосу проезжей части по ширине бо? льшую, чем требуется в соответствии с его габаритами в плане (рис. 3.19). Чтобы обеспечить условия движения встречных автомобилей такие же, как на прямолинейном участке, необходимо уширить проезжую часть.

Рис. 3.18. Пример разбивки отгона виража на автомобильной дороге III категории:

ширина полосы движения (с учетом краевых полос) — 4 м; ширина обочины — 2 м; 1−13 — сечения в пределах отгона виража с шагом 10 м; цифры в % - поперечные уклоны в каждом сечении в пределах проезжей части и обочин.

Рис. 3.19. Расчетная схема определения уширения на кривой.

1 — база автомобиля; R -радиус круговой кривой; Д — уширение на кривой Из подобия треугольников АВС и BCD находим, что или ,.

где l — база автомобиля.

Пренебрегая в скобках величиной АС, малой по сравнению с 2R, получаем необходимое уширение одной полосы движения.

Получаемая формула не учитывает возможных отклонений автомобиля от средней траектории при высоких скоростях движения.

Уширение полосы движения с учетом скорости движения рекомендуют определять по эмпирической формуле.

Как видно из приведенной зависимости, величина уширения зависит от габаритов автомобиля. При проектировании дороги для движения автопоездов уширение при одних и тех же радиусах кривых требуется значительно большее.

По СП 34.13 330.2012 уширение проезжей части на дорогах с двухполосной проезжей частью предусматривают при R < 1000 м (табл. 3.16).

Таблица 3.16

Уширение двухполоской проезжей части

Примечание. Полное уширение проезжей части для дорог с четырьмя полосами движения и более увеличивают соответственно числу полос, а для однополосных дорог — уменьшают в два раза по сравнению с указанными в таблице.

Проезжую часть на кривых в плане уширяют с внутренней стороны за счет обочины, при этом оставшаяся ширина обочины не должна быть меньше 1,5 м для дорог I-II категорий и 1,0 м — на дорогах остальных категорий.

Участок, в пределах которого осуществляют уширение проезжей части, называют отводом уширения. Отвод уширения, как и отгон виража, располагается в пределах переходной кривой (рис. 3.20). В пределах круговой кривой уширение имеет постоянную величину.

Рис. 3.20. Способы устройства уширения на кривых:

1 — основная (круговая) кривая: AD — отвод уширения: Д — уширение Уширение проезжей части в городских условиях также производят при радиусах менее 750 м за счет полос озеленения. Если по оси проезжей части улицы проложены пути трамвая, то уширение следует делать с каждой стороны трамвайных путей.

Общий вид закругления с переходными кривыми, виражом и уширением проезжей части приведен на рис. 3.21.

Рис. 3.21. План закругления.